集输站的初步设计

1、目目录录 绪 论1 1 联合站工程设计说明书3 1.1 联合站设计概述3 1.1.1 联合站担负的任务3 1.1.2 联合站工艺系统概述3 1.1.3 联合站的附属系统5 1.2 设计依据5 1.3 站址选择和总平面布置6 1.3.1 站址选择与平面布置概述6 1.3.2 本联合站站址布置7 1.4 流程及流程说明8 1.4.1 工艺流程设计的原则和要求8 1.4.2 原油处理工艺简介8 1.4.3 原油在联合站内的处理工艺流程8 1.5 设备及管线的安装布置9 1.5.1 进站阀组的安装9 1.5.2 油气分离器的安装9 1.5.3 电脱水器的布置安装9 1.5.4 管线安装综述9 2 联合

2、站的工艺计算11 2.1 主要设备的选型及管线的计算11 2.1.1 联合站的处理能力11 2.1.2 设计数据的计算11 2.1.3 进站阀组到三相分离器管路的计算13 2.1.4 三相分离器的选取18 2.1.5 三相分离器到缓冲罐输油管线的计算20 2.1.6 缓冲罐的工艺计算22 2.1.7 缓冲罐到循环泵管线的计算24 2.1.8 循环泵的选取24 2.1.9 循环泵到加热炉的管线计算25 2.1.10 加热炉的选取25 2.1.11 加热炉到电脱水器的管线计算26 2.1.12 电脱水器的计算26 2.1.13 电脱水器到稳定塔的管路计算27 2.1.14 稳定塔说明28 2.1.

3、15 稳定塔到外输泵的管路计算28 2.1.16 原油外输泵的选取28 2.2 停电流程的计算29 2.2.1 停电流程29 2.2.2 储罐的容量计算29 结 论31 参考文献32 致 谢33 绪 论 联合站，即集中处理站，是油田地面集输系统中重要的组成部分。就油田的生 产全局来看。如果说油藏勘探是寻找原料，油田开发和采油工程是提供原料、那么 油气集输则是把分散的原料集中，处理使之成为油田产品过程。这过程从油气井口 开始，将油井生产出来的原油、伴生天然气和其他产品，在油田上进行集中、输送 和必要的处理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站外输，或者送往矿 厂油库经其它运输方式送到炼油厂

4、或转运码头；合格的天然气则集中到输气管线首 站，在送往石油化工厂、液化气厂或其他用户。联合站的设计是油气集输工艺设计 的重要组成部分，对他的要求是使其最大限度的满足油田开发和油气开采的要求， 做到技术先进、经济合理，生产安全可靠，保证为国家生产符合数量和质量的油田 产品。 联合站一般包括如下的生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气 脱水、轻烃回收、原油储存及向矿厂油库输送、污水处理、净化污水回注地层、接 收计量站、转油站输来的油气混合物、变配站、供热及消防等。 根据气田井位分布、产量、环境的不同，气田集输管网通常采用树枝状、放射 状、环状三种结构，集气方式有单井集气和多井集气。对于气

5、田内部集输流程，一 般采用枝状单井集气流程和放射状多井集气流程。对于狭长气田，一般采用枝状集 气系统，在狭长气田沿长轴方向建设集气干线，单井分别通过支线接入干线。对于 气田觉集中、井距小、大面积成片开发的气田，通常采用放射状管网流程，以便于 集中控制和管理。 放射状管网集气流程的优点有：在枝状管网集气流程远距离控制尚未实现前， 其生产管理人员相对较少；气田开发后期可集中增压；无集气支线阀室；无需采用 伴热保温输送，线路施工难度较小。缺点有：部分集气支线的管材和安装费用增加； 集气站及其排污放空设施的投资较高。 枝状管网集气流程的优点有：部分集气支线的管材和安装费用底；集气站的投 资少；沿途无废

6、水废气产生，有利于环保、安全。缺点有：集气支线和集气干线均 需采用拌热保温输送，施工难度较大，集气干线沿线要设置注醇或加热泵站；站址 选择受地理条件的制约，难度较大；集输管网内存在气水混输的两相流态，沿程阻 力增加；站场和管道的设计压力增加，使管材和设备发费用相对增加；气田开发后 期需增压输送，压缩机只能设在井场对每口井单独增压，不能集中使用。 干气输送工艺的优点是：不需采用伴热保温输送，管外半径较小，埋深也无需 特殊要求，线路施工难度较小，在地形起伏地区，压损远小于两相流动所引起的压 损；无集气支线阀式；不许考虑管材腐蚀余量，管材重量轻；清管频率及其操作费 用低；集气干线不需加注缓蚀剂和淳，

7、不设中间加热站，气田经营费用少；高含硫 气就地脱水提高输气系统的安全性。干气输送系统的缺点是：部分集气支线的管材 和安装费用增加；集气站、脱水站的投资增加；对于高含硫气田，为处理水，要在 集气站就地打气田水回注井，投资较高；增加废水、废气的排放点，不利于环保。 湿气输送工艺的优点是：可节省部分集气支线的管材和安装费用；节约集气站、 脱水站的投资；沿途无废水废气的排放；减少因脱水而消耗的压力损失。湿气输送 工艺的特点是，对于高含硫气的远距离输送而言，输气系统的安全性风险较大；输 气支线和输气干线均需伴热保温输送，施工难度较大，集气干线沿线要设置注淳、 加热泵站，站址的选择受地理条件的限制，难度较

8、大；对于地形起伏较大的地区， 气水混输的两相流压力损失较大，增大井口回压，使系统的设计压力提高，导致管 材和设备的投资费用增加较大；沿线需注缓蚀剂、并增设中间加热站，长期经营费 用较高。 气田管网的布置无论是枝状还是放射状，无论采用干气输送工艺还是采用湿气 输送工艺，都是根据气田构造形状、地面地形地貌、集气干线相对关系和投资额来 决定。一般情况下，湿气输送减少气田脱水站的建设投资和操作费用，经济性较好。 但是湿气输送使的气液两相输送的复杂性增加，湿硫化氢和二氧化碳的腐蚀概率上 升，在输送距离长、地形起伏大、人口密度较大的情况下。湿气输送的复杂性和安 全风险性较大，故不宜采用。反之，若管道输送距

9、离短，地形起伏小，虽然枝状管 网的布置也存在这些问题，但因每条干线的输气量较小，风险性也相应较小。另外， 脱硫厂距离气田很近，省去了气田脱水装置的投资和操作费用，在这种情况下宜采 用湿气输送工艺。 油田联合站是原油生产过程中重要的环节之一,是集原油脱水、原油稳定、污水处理、 高压注水、油井掺水拌热、原油储运等工艺于一体的综合生产厂点,是油田“一级防 火,甲级防爆”连续生产的要害单位,其生产过程的检测与监控不仅直接关系到成品原 油的产品质量、关系到设备的能耗大小,更重要的是决定着生产过程的安全平稳运行 及原油生产的经济效益。我们采用高科技手段，不断实现非电检测,真正本质安全、 防爆;实现非接触式

10、检测,无污染、高绝缘性、抗电磁干扰能力强、检测精度高等特点。 1 联合站工程设计说明书 1.1 联合站设计概述 联合站，即集中处理站，是油田油气集输系统的重要组成部分，就油田的生产 全局来说， ，油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的很重要的生产阶段。 它把分散的井口产物（包括原油、伴生气等等）聚集到一起，并进行粗加工。联合 站设计过程是油气集输工艺设计的关键部分，要求在设计过程中能最大限度的满足 油田开发和油田开采的要求，并且做到运行安全可靠，经济合理，技术先进，保证 生产油田产品符合国家的质量要求。 1.1.1 联合站担负的任务 本联合站包括油田的油、气、水的处理等功能。其主要的作

11、业内容如下： 1. 油气水分离； 2. 原油脱水； 3. 原油稳定； 4. 轻油回收； 5. 原有储存与外输； 6. 污水处理； 7. 净化污水回注地层； 8. 天然气处理及外输； 9. 接转和计量 联合站一般建在集输系统压力容许的范围内，为不影响开发井网以及油田中后 期加密井网的布置与调整，应尽量建立油田构造的边部。 联合站将来自井口的原油、伴生天然气和气他产品，进行集中、运输和必要的 处理、初加工，将合格的原油送往长距离输油管线首站外输，或者送往矿场油库经 其它运输方式送到炼油厂或转运码头，合格的天然气则集中到输气管线首站。 联合站一般包括如下的生产功能：油气水分离、原油脱水、原油稳定、天

12、然气 脱水、轻油回收、原油储存及向矿场油库输送、污水处理、净化污水回注地层，接 收计量站、转油站输来的油气混合物、变配电、供热及消防等。 联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，对他的要求是使其最大限度 的满足油田开发和油气开采的要求，做到技术先进、经济合理，生产安全可靠，保 证为国家生产符合数量和质量的油田产品。 1.1.2 联合站工艺系统概述 1、油气水混合物的收集 一个区域中若干油井的井口产物经过计量后，输送到联合站进行集中处理。在 收集过程中，对于高粘度、高凝点原油要采取一定措施，使它能够在允许的压力下， 安全的输送到联合站而不至于凝固在管线内。通常采用的方法有：加热保温；化学 降

13、粘、降凝法；物理降粘、降凝法。 2、油、气、水的初步分离 在实际生产过程中，从油井开采出来的不单是原油，常还含有气、水、砂、盐、 泥浆等。为了便于输送、储存、计量和使用，必须对他们进行初步分离。油井产物 中常含有水，特别在油井生产的中后期，含水量逐渐增多，一般利用离心力、重力 等机械方法，分离成气、液两相。有些井出砂量很高，同时还应除去固体混合物。 油气的初步分离是在油气分离器中进行，一般采用多级分离，分离级数根据各 油田具体情况而定。 油水的初步分离主要在三相分离器中进行，在开式流程中，也在沉降罐中进行。 油和机械杂质、盐的分离一般与油水分离同时进行。当含盐、含砂量高时，有 的要用热水冲洗和

14、降粘后再沉降分离，连同水、机械杂质和盐一起脱除。 3、原油脱水： 对轻质、中质含水原油，易采用热沉降、化学沉降法脱水；对中质重质的高含 水原油先采用热化学沉降法脱水，再用电脱水，对乳化度高的高粘度高含水原油应 先破乳在沉降脱水。 4、原油稳定 原油中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（正构）在通常状况下都是气体，这些轻烃 从原油中挥发出来时会带走大量的戊烷、己烷等组分，造成原油的大量损失，为了 降低油气集输过程中的原油蒸发损耗，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻 烃比较完全的脱除出来，使原油在常温常压下的蒸汽压降低，这就是原油稳定。 原油稳定所采用的方法可分为闪蒸法和分馏法两大类。闪蒸法又分为常压闪

15、蒸、 负压闪蒸和正压闪蒸。 5、轻烃回收 从原油中脱除的轻烃，经过回收加工，是石油化工的重要原料，也是工业与民 用洁净燃料。随着石油化学工业的飞速发展和世界能源短缺，天然气回收液烃技术 得以迅速发展。轻烃回收给国家创造了更多的财富。 轻烃回收工艺基本上可分为三种：吸附法、油吸收法和冷凝分离法。我国油田 气轻烃回收都采用冷凝分离法，按冷冻深度不同，冷凝分离法可分为浅冷（-15- 25）和深冷（-60-100）两种。 6、天然气脱水 随油井中原油一起采出的油田伴生气，一般都含有相当数量的水蒸气。伴生气 中含存水汽，不仅减少了管线的输送能力和气体热值，而且当输送压力和经济条件 变化时，还可能引起水蒸

16、气从天然气流中析出，形成液态水、冰或天然气固体水化 物，从而增加管路压降，严重时堵塞管道。 天然气脱水有固体吸附剂吸附法，甘醇吸收法，分子筛吸附法，自然冷冻分离 法等多种方法。 7、酸性气体的净化 对于含有相当数量的酸气（h2s，co2）和有机硫化合的油田伴生气在进入输气 管网或进行轻烃回收之前，除了应进行脱水，调整好水、烃露点外，还应脱除其中 的酸性气体和有机硫化合物。这些气体杂质存在于天然气中，会增加天然气对金属 的腐蚀，污染环境；当利用天然气做化工原料时，还会使催化剂中毒，影响产品和 中间产品的质量。 从天然气中脱除酸性气体的方法很多，一般可分为干法和湿法两大类。干法又 分为分子筛法和海

17、绵铁法。湿法又分为化学吸收法、物理吸收法和直接氧化法三类。 8、含油污水的净化 原油经过沉降、脱水后放出来的水，还含有一定量的原油、泥沙等物质，必须 净化才能回注或外排。从污水中回收污油，既节约能源又保护环境。经过处理后的 污水一般回注地层，保持油层压力，提高油藏采收率。 含油污水处理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、气体浮选法、斜 板除油法和过滤法除油。 9、辅助生产系统 它包括有给排水系统、供热系统、变配电系统、通讯系统、采暖及通风系统、 道路系统等。这些系统都是联合站的必要组成部分，是联合站正常工作的保证。 1.1.3 联合站的附属系统 它包括供电系统、给排水系统、供热系统、通讯

18、系统、采暖及通风系统、道路 系统等。这些系统都是联合站必要的组成部分，是联合站的正常工作的保证。 1. 供电系统 为保证供电的可靠性，本站采用双电源双变压器的供电方式，站内设有 1000kva 变压器，并且设有变配电室。 2. 供热系统 站内设有锅炉房一座，主要用来满足采暖，保温，扫线等生产及生产需要，锅 炉为站内提供热水和蒸汽。 3. 采暖通风系统 采暖是利用各种工艺带热体和废热作为采暖热媒的可能性。油泵房，脱水间可 利用油品的散热量维持室内的温度，可不用采暖设施。化验室和办公室及值班室的 采暖温度按 1618来设计。 通风要求和方式：原油泵房、脱水间、计量间采用自然通风，通过两面开窗一 面

19、开门来作为换气的主要途径。化验室、破乳剂室采用机械通风方式来排除有害气 体。有电子计算机的仪表间采用空调。 4. 电通讯系统 采用无线和有线相结合的方式。调度间、各生产岗位值班室均装备电话一部。 1.2 设计依据 根据西安石油大学毕业设计任务书进行。 包括： 1、设计规模：即联合站油气水的处理能力。联合站通常接收多个计量站和接转 站液，应明确是否须分队计量。 2、油气物性：原油密度、粘度、凝固点、比热、闪点（划分危险等级）等。天 然气的性质（工程标况） ，来液含水率等是已知的。 3、进站液流的压力、温度，实际上是联合站能够利用的能量，设计时应充分利 用。 4、原油和天然气的质量要求，污水的质量

20、要求。 5、联合站优先征用地形图，设计该联合站的地形地貌。 根据已知条件和各工艺环节的特点，应首先确定站内处理工艺，并用方框流程 图表示，作为详细设计的参考依据。 1、计量站和接转站来油是否须分队计量、核算，以决定进站阀组的形式和分离 器的台数、计量仪表的配置。阀组设计应考虑一定的灵活性（如分离器检修等） 。 2、油气水的初步分离：初步分离有油气水三相分离器和气液两相分离器加压力 沉降罐两种方案。设计时应根据来液含水率和设备的操作运行性能确定。 3、电脱水：电脱控制压力应高于三相分离器和压力沉降罐的控制压力 0.15mpa，这样可避免电脱水器中有气体析出。流程中可考虑采用架高缓冲罐或脱 水泵。

21、 根据现场操作温度的要求，决定含水油进电脱前是否还要进加热炉。另外还应 采取措施稳定电脱流量。设计时应考虑电脱水器的投产（进油）和检修（抽空、蒸 罐、吹扫、通大气）的要求。 4、稳定：原油稳定工艺基本上可分为两种即分馏稳定和闪蒸稳定。分馏稳定有 较好的稳定效果，但它的流程长、设备多、能耗大、操作复杂、建设和运行费用高， 适于处理含不稳定组分从c1c4较多（大于5.5）的轻质原油。 闪蒸稳定效果不及分馏稳定好，但它具有流程短、设备少、能耗低、建设和运 行费用较低等优点，故常用于密度大、含轻组分c1c4较少（小于2.24%）的原油， 闪蒸稳定在我国应用较多。 若原油中c1c4含量较低，低于0.5%

22、时，一般就不必进行稳定处理。 5、外输：一般从进库要求的压力（一般为2大气压）和温度（40）反推联合 站外输泵的扬程、输油管径，确定管线起点压力和温度，据此考虑外输加热炉负荷 和外输泵选型。 6、天然气处理：从分离器分出的天然气经计量后除少部分作为站内燃料外，大 多经冷却分出其中的水分和重组分，干气外输，若有可能可进行深冷处理。 考虑到输气管线腐蚀穿孔或气体处理厂出事故，应有紧急放空火炬措施。 7、污水处理：根据污水外排或回注的质量要求，确定具体的污水处理工艺。 8、所设计流程应能适应可能出现的各种工况，如加热炉启动、输油线投产、电 脱投产及可能出现的事故。 加热炉启动：先烘炉达到要求的温度；

23、 输油线投产：长距离输油线应热水预热，建立稳定温度场。短距离输油线可考 虑冷投； 事故：包括外输管线检修、停电等。 9、根据以上各工艺环节的要求确定方框流程图。 1.3 站址选择和总平面布置 1.3.1 站址选择与平面布置概述 1. 站址的选择 对于站址的选择，从平面上考虑应满足下列要求： a 站址应有一定的面积，使站内建筑物之间能留有负荷防火安全规定的间距， 并给站的扩建和改造留有必要的余地。所选站址与附近企业、住宅、公用建筑物要 保持应有的安全防火距离。 b 所选站址的交通、供电、供水、电讯等尽量方便，还应靠近允许排污水的低 洼地带或水塘，或者靠近考虑污水处理设施的地方，以便排除站内的污水

24、，不致损 害农田和水源。 c 所选站址地势较高或具有平缓倾斜，这种地形使站内易于排水，有利于油罐 区和泵房的竖向布置，应避免站址选择在低洼沼泽地区或可能浸水的地区。 d 尽可能不占或者少占用耕地，地耐力应不小于 1.5 公斤厘米，腐蚀性较小， 沉陷不大且均匀，并且能很快停止，易于排水。沙土层、亚沙土、亚粘土基本上都 能满足上述要求，适宜建站，像粘土层、岩石层、杂土层，不宜建站。 e 若在乡镇或者居民区选址时，应选在乡镇和居民区的最小风频的上风侧和靠 近公路的位置，这样当以最大风频刮风时，联合站和居民区互不影响，沿最小风频 刮风时，联合站在居民区的上风方向，避免居民区可能发生的明火影响联合站正常

25、 的运行，联合站站址应避免窝风地段，有较好的通风环境。 2、平面布置 在进行平面布置时，为了保证各区域之间生产运行联系上具有良好的条件，使 各种线路走向合理，土方工程（包括控方和回填）和建筑物的基础工程量最小，必 须充分利用所选站址的自然地段。在安全的防火允许的范围内，各平面布置应力求 紧凑，节约土地，方便管理，但又要给正常的生产和各种事故的处理留有余地，使 车辆行使和作业方便灵活，考虑发展时，留有适当的场地。生活区的布置要做到有 利于生产，方便管理，力求节约，在靠近城镇时，要与城镇和油田的规划协调。 1.3.2 本联合站站址布置 本联合站坐北朝南，站内主要建筑皆面朝南。该联合站处于乡镇和居民

26、区最小 风频的上风侧，并避开了窝风的地段，整体通风情况良好。 根据工艺流程，按不同的生产功能和特点，将同类工艺设施相对集中的布置在 一起，主要分为：储油灌区，配电区，工艺处理区，污水处理区，气处理区，消防 区，锅炉房供热区，辅助生产区及生产管理区。 储油灌区位于站内东侧，是全年最小风频的上风侧，符合安全防火的要求。储 油灌区四周设置防火堤。原油灌区根据总容量、储罐的个数及单罐的容积的大小布 置成排，共一排三个储罐。选用固定顶拱顶灌，其容积为 1.5 万立方米。该罐组内 罐间的防火间距大于拱顶罐大罐直径的 0.6 倍，且小于 20 米。防火堤内侧基教线至 储罐外侧间距比罐高的一半略大。 进出本联

27、合站的油气阀组靠近站的边界部分，锅炉房及加热炉布置于油气处理 区的下风侧，避免产生的明火引燃油气而发生火灾；并且同供电设施一样，尽量靠 近负荷的中心，并布置在站场边部，以利于进出线的方便。油气生产设施布置在有 明火的锅炉和加热炉的最小风频的上风侧，并根据设计规范满足相应的防火安全要 求。 消防区布置在站内的中间靠北向，比邻油灌区和油气生产区，站内设有注水装 置，比邻污水处理区，方便管理。 站内道路为闭合设置，以利于消防，采本联合站的布置，可以合理的组织人流 和车流。站内道路最小转弯半径不小于 9 米，本站设为 12 米，消防道路转弯半径不 应小于 12 米，本站设为 12 米。站内主要道路可设

28、置成 6 米或 8 米，本站设成 6 米， 消防道路设成 6 米。 大门附近设有综合楼，可方便管理和往来，原则上站内的绿化场所面积应为站 场内的 10%，但出于对本站今后其余部分的扩建要求的考虑，将绿化面积留置站场 建设完全时布置。 1.4 流程及流程说明 1.4.1 工艺流程设计的原则和要求 1. 油气集输应根据批准的油田开发设计，全面规划，分期实施，以近期为主， 做到远近结合，并适当考虑扩建，改造的可能性。应根据要求，进行合理的布置。 必须对油气集输过程中产生的废水废气废渣等进行妥善的处理，必须满足国家的现 行标准。 2. 油气集输的工艺过程应密闭、降低油气损耗；应合理的利用油田产品的热能

29、 和压能，以降低能耗。 3. 系统布局应符合工艺流程和产品流向，方便生产管理和油田调整。 1.4.2 原油处理工艺简介 1. 油气集输系统的流程包括开式和闭式两种。 为了降低油气蒸发损耗，本站采用密闭流程。密闭流程指油气的输送和处理都 在密闭的容器中进行。相对于开式流程而言，其优点是油品的损耗小，而且产品的 质量好，因而目前被广泛采用。 正常生产流程 正常生产流程包括：收油流程进站阀组、油汽水三相分离器、油水计量、 应急状况下含水原油储存等，油气处理流程包括：原油天然气的脱水、原油稳定、 天然气和轻烃的回收、原油加热等。 在进行本站的流程设计时，考虑到各种能量的合理利用，并且力求避免流程的 繁

30、琐和管线设备的浪费，对油气的流向进行了较为合理的布置。 设计中考虑到进站原油的平均油气比比较低（60 标准立方米吨） ，故在工艺 上采用三相分离器进行单级分离，另外在后续的流程中，再原油稳定塔内进行第二 次分离。在工艺流程中采用两段脱水：先在三相分离器中进行，后在电脱水器中进 行。 1.4.3 原油在联合站内的处理工艺流程 正常流程如下： 对流程的几点说明： 1. 各作业区、装置的布置应大致与总平面布置相符，应标明个工艺管线尺寸、 安装高度、介质流向、管线管形及管件的应符合规定；尺寸不按比例。 2. 凡由于偶然事件（如停电）或操作失误而可能使压力升高而造成事故的之处 （如分离器、加热炉、油罐、

31、轻油罐等常压容器及复泵、齿轮泵出口等） ，都应装备 有安全阀和呼吸阀。 3. 凡不允许液体倒流之处，如离心泵的出口、有压进罐管线、药剂线、电脱水 器入口等处都应装备有止回阀。 4. 为防止爆炸、火灾等恶性事故的蔓延、流程设计必须要有切断油气源的措施， 如：压力越站、紧急放空、自动关闭油罐进出口闸阀。 1.5 设备及管线的安装布置 1.5.1 进站阀组的安装 站外来油管线一共三条，每台三相分离器可以分别对来油单独处理和计量。 另外，安装汇管后，可以避免因来油不均而造成分离器过载，以及在某台分离器检 修时，可以通过汇管调节将该管线的来油分散至其他管线中。 1.5.2 油气分离器的安装 本站所采用的

32、油气水三相分离器均为卧式分离器，采用双排布置，其操作端部 头盖应取齐，列间距取为 1.5 米。分离器采用并联，且每台分离器进口管线切断阀 之间应取样装置和温度计，气出口管线的切断阀之间的应装设压力表。 分离器的顶部气体空间应装弹簧式安全阀，由安全阀泄放出的天然气应有组织 的汇集排放。 每台油气分离器均应有液面控制器直接控制出油阀的开启度，还应社玻璃板式 液位计就地观察液位的变化。 计量用油气分离器的出气管上应安装差压式流量计，用以计量天然气的产量； 在出油管线出油阀之前最靠近分离器的部位应装设容积式流量计，用以计量油水混 合液体的产量；在出油阀下游应安装取样装置，以便化验含水量。 每台分离器都

33、应装设安装排污管和放空管。 1.5.3 电脱水器的布置安装 本站采用的电脱水器，其控制压力为 0.4mpa ,采用双排布置，相邻列间距取 .5 米。 为了避免电脱水器中有气体析出，使用循环泵，增高原油的压力，从而确保了 电脱水器的安全。 电脱水器入口处装设药剂管线，以便于加速电场力对原油乳状液的破乳脱水。 在电脱水器出油管切断阀之前应安装压力表和取样阀，在排水管切断之前应安 装全封闭式安全阀、取样阀和观察窗。 电脱水器进油管截断阀之后应与净化油的汇管接通，以便于电脱水器在开始运 行时先进好油充满容器，以便于稳定高压电场；电脱水器的排污管应与回油管接通， 以便于停运时排空清扫。 电脱水器顶部最高

34、处应装设放气阀，以保证液体能全部充满容器的空间。 1.5.4 管线安装综述 1. 再总平面图上分区布置的基础上，油气、热力、供排水管线及电路、电信线 尽量缩短长度，在满足水力热力的要求、下，线路布置力求整齐美观。 2. 场区内各种地下、地上管路和供电、通信线路应集中布置在场区道路的两侧， 应避免地上管线和电力、电信线路包围工艺管线和独立的建筑物，并减少和场区道 路的交叉。交叉时采用直交。 3. 主要的油管线均设有伴热管线。 4. 场区管线的敷设方式，根据场区土壤的性质和地下水的分布情况确定。带压 的油气水管线一般采用地上架空敷设；灌区至泵房的管线采用管墩地面敷设。敷设 埋地时，管道的水平间距大

35、于 0.2 米，并应作好埋地钢管的防腐工作。 5. 管线架空敷设时，管底距地面的为 2.2，当架空管线下面安装有泵、换热器 或其他设备时，管底距地面高度应满足安装和检修时的起吊要求；敷设于管墩的地 面管线，管底距地面 0.30.5 米，与人行道交叉时应加设过桥。 6. 管线跨越道路时，其管底的高度要求：距主要道路路面的不小于 4.5 米，距 人行道路面不小于 2.2 米。 7. 埋地管线间的水平净距不宜小于 0.2 米。 2 联合站的工艺计算 2.1 主要设备的选型及管线的计算 2.1.1 联合站的处理能力 1.原油处理能力： 50 万吨/年（纯油） ，即 1369.9t/d（一年以 365

36、天计） ，考虑油田生产的不均衡性， 取不均匀系数 1.2，则设计本站的原油处理能力为 1643.9 t/d（原油综合含水 80） ； 2.天然气的处理能力： 平均油气比为 53 n/t，则气体的处理能力为 87126.7 n/t； 3 m 3 m 3.污水处理能力： 60007000/d。 3 m 2.1.2 设计数据的计算 1.关原油的物性计算 1）密度计算 若已知 20时的原油密度，则在 20120范围内，原油的密度为 ， 见教材油气集输p120 式（4-42） )20(1 20 t t t时原油的密度。 t c 780860 时，=（3.0832.638） 20 3 1020 3 10

37、860960 时，=（2.5131.975） 20 3 1020 3 10 2）粘度计算 若已知某一温度下原油的粘度值，求其它温度 的原油粘度值可以按照下式计 0 t t 算 1 0 * )lg()(1 )( 1 00 ttt cttac c t时原油的粘度。 t c 10 毫帕秒时，c=1000，a=0.76； t /110 3 见教材油气集输p120 式（4-44） 。 得到下列数据： 温度 c 密度 3 /mkg 运动粘度 sm /10 26 动力粘度 smpa 15833.53468.1785.164 40866.56848.1055.5 50860.00531.3936.7 6085

38、3.54021.3425.0 2.天然气物性计算 1）密度计算 3 /013 . 1 4 . 22 .7545 . 0 16 mkg g 2）粘度计算 smpa g 012 . 0 3.液进站流量的计算 1）液相流量的计算 ooo gq/ dtgo/ 9 . 1643 则 dmqo/186888 . 0 / 9 . 1643 3 合 0.02162 sm / 3 原油综合含水 80%，所以 sqq ow /0.08648m4 3 液相流量： l q s q q o l /m1081 . 0 2 . 0 3 式中： 、分别为水、原油和液相的体积流量； w q o q l q 2）气相流量的计算

39、天然气的处理能力：87126.7 n/t； 3 m 在进站条件下，气体的体积流量 giq =0.2342/s； giq dm pt tqp s gs /797.20241 15.273105 . 0 15.313 7 . 87126101325 3 6 3 m 在混输管段中，由于原油和天然气互溶，天然气中的较重的组分溶于原油中， 使得液相的密度减小，粘度减小；气相中密度减小，粘度增大。但是由于天然气中 的组分相对于原油太小，可以忽略原油物性的变化，但是必须考虑气相的物性变化。 据司坦丁相关式，计算天然气在原油中的溶解度： s r 205 . 1 )02912 . 0 001638 . 0 (

40、)64 . 1 77. 1( 10 10 06 . 8 178 . 0 1 t gs o pr 841 . 0 205 . 1 013 . 1 a g g 88 . 0 1 838 . 0 w o o 得=1.59186 s r so gi g rqqq =0.2342-0.1081 1.59186=0.06142 sm / 3 2.1.3 进站阀组到三相分离器管路的计算 1）管径的选取 从进站阀组到油气水三相分离器，选用 3 条管线（三个分离器）： 气液混合物的流量为： m /s 1695 . 0 06142 . 0 1081 . 0 gl qqq3 则每条管线中的流量： m /s 0565

41、 . 0 3 1695 . 0 q 3 取经济流速 v=2，则管径 sm/ m 190 . 0 2 0565 . 0 44 v q d 由油气集输设计手册p686 表 8-1-1, 可选用的管线管径为 mm 7219 则混合物的实际流速： m/s 996 . 1 311 . 0 4 3 1695 . 0 4 3 22 d q w 2）管路压降的计算 假定气液两相流管路中的流动均匀，符合均相流条件，根据杜克勒 i 法，计算 管路压降： m ddl dp 2 2 a）计算混输管路中的摩阻系数： ) re 5 . 0 0056 . 0 ( 32 . 0 c o l s r cln1 4 32 )ln

42、(00843 . 0 )ln(094 . 0 )ln(444 . 0 )ln(478 . 0 281 . 1 l lllo r rrrs f d re 气液混合物的密度参考油气集输p148 公式(4-117) l l g l l lm h r h r 1 )1 ( 2 2 llgl rr)1 ( 式中： 截面含液率； l h 体积含液； l r 气液两相混合物的密度； m 两相混合物的粘度； 现假设，则： 4 . 0 l h 3894 . 0 1695. 01081 . 0 1081 . 0 gl l l qq q r mps 6 . 21 5 . 55389 . 0 0104 . 0 389

43、 . 0 1 ( kg/m 91.347 6 . 0 )389 . 0 1 ( 013 . 1 4 . 0 389 . 0 918 22 m 3 4 3 10159 . 3 10 6 . 21 91.347957 . 0 205 . 0 re 由油气集输图（4-14）查得，与假设相符。 4 . 0 l h 所以： 31 . 1 3894 . 0 ln(00843 . 0 3894 . 0 ln(094 . 0 )3894 . 0 ln(444 . 0 )3894 . 0 ln(478. 0281 . 1 43 2 o s 72 . 1 31 . 1 3894 . 0 ln 1c 将、 代入上式

44、求得： o s c 04087 . 0 ) 131590 5 . 0 0056 . 0 (72 . 1 32 . 0 b）计算长度的确定： 从进站阀组到三相分离器的管线安装示意图： 三 相 分 离 器 注：图中标高单位：m l直=60m 路跨 由图中知：单根管线路跨高 3m，2 个闸阀，8 个弯头，据油库设计p97 表 3-6 来计算当量长度： 名称个数ld/d当量长度总计 90冲制弯头8288280.20545.92 闸阀24240.2051.64 所以该段管路的计算长度 l： l直管长度当量长度60+45.92+1.64=107.56m 则水平管路的摩阻压降损失： pa w d l p m

45、 14861 91.347 2205 . 0 996 . 1 56.107 05816 . 0 2 2 2 还必需计算由于路跨高程变化引起的附加压力损失，由油气集输p162 h p 式 4-139 zgfep lh 式中： 管线的温降计算，m； z 液相密度，； l 3 /mkg g 重力加速度，； 2 /sm fe 起伏系数，无因次，可由下式确定： 006 . 1 0785 . 1 1 1 sg w fe 式中：气相折算速度m/s sg w m/s 6205 . 0 205 . 0 4 3 06142 . 0 2 a q w g sg 得： 600 . 0 6205 . 0 0785 . 1

46、 1 1 006 . 1 fe 的计算由图可得： z m 656 . 5 3 . 104 . 2 )30 . 1 (616 . 3 z kg/m 918 l 3 则： pa ph 85.19742 656 . 5 8 . 9918388 . 0 则管线的压力损失为 =0.0346mpa 85.3460385.1974214861 h pp pa 3）管路温降计算 从进站阀组至分离器这段管路中，单根管路中原油的质量流量： hkggo/10283 . 2 243 10 9 . 1643 4 3 水的质量流量： hkggw/1073. 2 243 1000 9 . 1643 4 气体的质量流量： h

47、kgskgqg ggg / 7 . 74/0207. 0013 . 1 3 06142 . 0 由于气体的质量流量很小，可以忽略气相温降。 设油温由 40降到 t，则： 油温下降所放出的热量 )40(tcgq ooo 水温下降所放出的热量 )40(tcgq www 式中油水比热分别为： wo cc 、 kj/kg 884 . 1 c o kj/kg 1868 . 4 w c 管线的散热量 )( os ttklq 式中： 总的传热系数，按油库设计手册选取： kcmhkj o / =0.56=2.345； kcmhkcal o /cmhkj o / 管线的长度，m； l 管线周围介质温度，； o

48、t 由于该管路为埋地管路，且在最大冻土深度以下，故取=-3； o t 由热平衡方程 放吸 qq 即 )()45()45( owwoo ttkltcgtcg 代入数据得： 得 )3(60345 . 2 )04(1868 . 4 1073 . 2 )04(884 . 1 10283 . 2 44 ttt t=13.63，可以忽略不计。 2.1.4 三相分离器的选取 1）据三相分离器规范中选取 3000 12000 卧式分离器，其有效长度为筒 长的 0.8 倍： 6 . 98 . 0 0 . 12 e l 设油水界面在 2/3 直径处，则高度为 2m（油水界面应在 1/2 到 3/4 直径之间） ，

49、 则集液部分面积为： 2 2 1222 0 22 0 2 01 . 5 2 )()()( )(222 m r r ry sinrryrry dyryrdyyrys yy 集液部分体积为： 3 1 . 486 . 901 . 5 mlsv e 取停留时间为 15min， （一般取 530min）则 3 557.110 88 . 0 15601081 . 0 1560 m q q o l 分离器的台数为： 298 . 2 1 . 48 557.110 v q 故取 3 台。 实际可以停留时间为： min58.19 88 . 0 601081 . 0 1 . 483 t 分离器不设备用，当其中一台检

50、修时，其停留时间为： min05.13 88 . 0 601081 . 0 1 . 482 t 符合要求。 2）校核分离器的气体处理量 为了降低油的粘度，促进油水分离，并满足后续工艺电脱水器对进油温度 的要求，在分离器内安装几组加热盘管，以提高油温，使分离器出口温度为 60。 站外来油从进站阀组到三相分离器有一定的压力损失，可以忽略不计，则分离 条件为：p0.5m pa，t313k。 计算天然气的压缩因子：（） 841 . 0 205 . 1 013 . 1 a g g 由油气集输式 4-69，当 0.51 时， mpa pc 576 . 4 10)841 . 0 4 . 10 3 . 55(

51、10)4 .103 .55( 55 . 055 . 0 ktc26.230841. 02381223812 5 . 05 . 0 对比压力： 109. 0 576 . 4 5 . 0 c r p p p 对比温度： 359. 1 26.230 40273 c r t t t 则压缩因子： 985 . 0 109 . 0 )6 . 0359 . 1 34 . 0 (1)6 . 034 . 0 (1 rr pt b）计算气体允许流速 选用油气集输式 3-63 p wgv 87 . 5 1 . 0 式中： p分离器压力，单位 mpa。 sm p wgv/343 . 0 5 . 0 87 . 5 01

52、 87 . 5 1 . 0 c）理论气体处理量 dnm zt tp ldq s s gvegs /10995 . 1 5 . 1985 . 0 313101325. 0 2935 . 0 343. 06 . 9367858 67858 36 实际处理量：smqy/06142 . 0 3 将其转换为工程标准状况下的处理量为： dnmsnm zpt tqp q s sy y /10228 . 0 /264 . 0 985. 0101325 . 0 318 27306142 . 0 5 . 0 353 由于实际处理量 gsy qq 故所选 300012000 分离器满足要求。 2.1.5 三相分离器

53、到缓冲罐输油管线的计算 1）选择管径 三相分离器的出口温度 40，原油含水率为 20左右，计算时按原油的含水率 为 20%算，此时液体的密度为： 3 /3 .8932 . 08 . 0mg wo 此时油的粘度取为纯油的 2 倍，即： smpa o 111 5 . 5522 从 3 台分离器中分离出的含水油 40时体积流量： wo qqq dm g q o o o / 3 . 1840 3 . 893 10 9 . 1643 3 3 dmqq ow / 1 . 460 2 . 01 2 . 0 3 dtdtgz/ 4 . 2300/ 1 . 460 3 . 1840 smdmdm g q z z

54、 /02980 . 0 / 1 . 2575/ 3 . 893 10 4 . 2300 333 3 d m v q d073 . 0 ) 6 (4 选小管直径为：894mm 则小管内实际流速 sm d q w/9643 . 0 081 . 0 6 0298 . 0 4 6 4 22 设大管内流速为 0.7，则大管直径 sm/d m v q d233 . 0 7 . 0 40298 . 0 4 选大管直径为：2737mm 则大管内实际流速 sm d q w/566 . 0 259 . 0 0298 . 0 4 6 4 22 2）管路压降计算 三相分离器到缓冲罐的管线如图所示： 三相分离器到缓冲

55、罐管路长30m 其各部件如下表： 管径8942737 元件 名称 出油阀 闸 阀 弯 头 大小头三通过滤器 罗茨流 量计 三 通 弯 头 闸 阀 个数1316211112 ld/d92812940231004.0m40284 a）局部摩阻计算 小管径管路： smv/9643 . 0 6 . 628 10111 3 . 8939643 . 0 081 . 0 re 3 f dv 0692 . 0 6 . 628 5 . 0 0056 . 0 re 5 . 0 0056 . 0 32 . 0 32 . 0 pam g v d ld hj 7 .6656784 . 0 81 . 9 2 9643 .

56、 0 )100402391228193(0692 . 0 2 2 2 大管径管路： smv/732 . 0 8 . 1179 10111 3 . 893566 . 0 259 . 0 re 3 f dv 0576 . 0 8 . 1179 5 . 0 0056 . 0 re 5 . 0 0056 . 0 32 . 0 32 . 0 pam g v d ld hj 4 . 358782248 . 4 0 . 4 81 . 9 2 566 . 0 )100402391228193(00260 . 0 2 22 b）沿程摩阻计算 取 e=0.05mm，则 4 10861 . 3 259 05 . 0

57、 22 d e 43976re106459 . 4 )10861 . 3 ( 7 . 59 re 5 7 8 4 1 所以该流型处于水力光滑区。 am l d q hr 5 . 6820804 . 0 30 259 . 0 )10 1 . 48(0298 . 0 0246 . 0 0246 . 0 75 . 4 25 . 0 675 . 1 75 . 4 25 . 0 75 . 1 c）高程压降 pamh66.217225 . 0 375 . 2 d）总压降 mppap09 . 0 44.8936266.2172 4 . 35878 7 . 665649000 2.1.6 缓冲罐的工艺计算 由

58、于各管路的摩阻损失，缓冲罐的进口参数为： 压力：0.5-0.0346-0.09=0.38m；温度：40 pa 要求缓冲罐的控制压力在 0.15 m，可以通过控制阀调节压力。 pa 缓冲罐的选取 现计算含水 20%原油乳状液的： 50 原油密度为： 3 / 3 . 8932 . 08 . 0mkg wo 据油气集输p173 式（4-152） ，得 k oe 式中： 乳状液外相液体粘度； o 乳状液内相质量分数； 由试验确定的系数； k 得： 22389 . 0 100 1000%20 3 . 893 100 据油气集输p174 表 4-12 查得： 取=4.5，原油 40时的粘度 kc o =5

59、5.5 厘沱 o 则 厘沱 88.143915 . 5 1 . 423234 . 0 e 由油气集输设计手册p36 得： 当厘沱时，停留时间不能大于 30min； 25050 50 故停留时间取 30min。 现计算质量流量： dtgo/ 9 . 1643 dtgw/ 0 . 18971000 6 . 866 9 . 1643 总质量流量： dtggg wo / 9 . 3540 0 . 1897 9 . 1643 总体积流量： dm g q/ 8 . 3963 3 . 893 10 9 . 3540 3 3 由油气集输p36 表 2-1-6，根据停留时间和处理量，可选规格为 的分离缓冲罐，并

60、用裙座架高m。 176004000 2）缓冲罐内液面高度的计算： 由上可知停留时间为 30 分钟，假设液面高度为 h.5m，由 tqlf 式中：q来油流量，； sm / 3 t来油的停留时间；s； 载荷波动系数，； 5 . 1 l缓冲罐的当量长度，； mle08.14 6 . 178 . 0 f缓冲罐液体部分的面积，； 3 m 用与三相分离器集液面积一样的算法得： 2 02 . 4 mf 代入数据 3 2 2 1 537 . 0 49.59 49.59 8 . 1402 . 4 n n ntq lf 所以，假设成立。 等式成立，所以假设合理。液面高度为.5m。裙座架高取为 1.5 米，则缓冲罐